(57)【要約】【課題】液体を貯蔵するタンクから液体を払い出す際に、同一のポンプでより多くの液体を払い出し、タンク内の残量を減らす。【解決手段】貯蔵タンク１０に液位を検出する液面計１８を設ける。検出された液位に対応する有効吸込ヘッドが、遠心ポンプ１２のそのときの必要有効吸込ヘッド以下となった場合、制御部１６は、遠心ポンプ１２の回転速度を低下させる。回転速度の低下により必要有効吸込ヘッドも低下し、前記有効吸込ヘッド以下になる。これにより、液体の払い出しを継続することができる。【選択図】図１
2006017025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯蔵タンクから遠心ポンプによって払い出す方法であって、
貯蔵タンク内の液位が低下し、有効吸込ヘッドが、遠心ポンプの定格回転速度における必要有効吸込ヘッド以下となった場合、ポンプの回転速度を低下させて払い出しを行う、
液体払い出し方法。
【請求項２】
液体を貯蔵タンクから遠心ポンプによって払い出す方法であって、
貯蔵タンク内の液位を検出する工程と、
検出された液位に対応する有効吸込ヘッドに対し、遠心ポンプの必要有効吸込ヘッドが低くなるように遠心ポンプの回転速度を制御する工程と、
を有する、液体払い出し方法。
【請求項３】
液体を貯蔵タンクから遠心ポンプによって払い出す方法であって、
払い出し時の前記遠心ポンプの回転速度、吐出流量、吸込圧力および吐出圧力を取得する工程と、
前記液体の比重を取得する工程と、
前記吸込圧力、吐出圧力および密度より、このときの遠心ポンプの揚程を算出する工程と、
液位が十分にある常用運転時にて、あらかじめ求められている前記遠心ポンプの回転速度ごとの流量−揚程特性に基づき、前記払い出し時の揚程を算出した時点における回転速度、吐出流量から、常用運転時の揚程を求める工程と、
前記算出された揚程が前記常用運転時の揚程未満となった場合には、ポンプ回転速度を低下させる、
液体払い出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を、これを貯蔵するタンクから遠心ポンプにより払い出す方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、液化石油ガス等を蓄える貯蔵タンクは、直径、高さとも十数メートルの大きさを有する。このような貯蔵タンク内の液体は、浸漬型の遠心ポンプによって汲み出される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前述のような貯蔵タンクの点検等を行う場合、内部の液体を全量払い出す必要がある場合がある。貯蔵タンク内の液位が低下すると、有効吸込ヘッドが低下し、これが遠心ポンプの定格回転速度における必要有効吸込ヘッド以下となると、これ以上液体を払い出すことができなくなる。残った液体を更に払い出すには、より小形の遠心ポンプを用いている。遠心ポンプは、小形、小流量のポンプの方が、必要有効吸込ヘッドが小さいので、小形のポンプを用いることによって、液体を更に払い出すことができるが、別途ポンプを用意しておき、全量を払い出す際には、ポンプの交換を行わなければならなかった。
【０００４】
本発明は、貯蔵タンク内の液体を遠心ポンプを用いて払い出す際に、同一のポンプを用いて、できるだけタンク内の残量を少なくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の貯蔵タンクの液体払い出し方法は、貯蔵タンク内の液位が低下し、有効吸込ヘッドが、遠心ポンプの必要有効吸込ヘッド以下となった場合、遠心ポンプの回転速度を低下させることにより必要有効吸込ヘッドを下げ、これによりさらに液体を払い出すことを可能とするものである。
【０００６】
有効吸込ヘッドが必要有効吸込ヘッド以下になったことを判断するには、例えば液位を検出し、これに基づき判断することができる。
【０００７】
また、遠心ポンプの常用運転時、すなわち液位が十分にあるときの流量−揚程特性を回転速度ごとに求めておき、実際に運転している際の揚程が、常用運転時の揚程に達していないことをもって、有効吸込ヘッドが、必要有効吸込ヘッド以下になったことを判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、貯蔵タンク設備の概略構成が示されている。貯蔵タンク１０内には、浸漬型の遠心ポンプ１２が投入されている。遠心ポンプ１２の吐出配管１４は、貯蔵タンク１０上部より外部に導かれている。また、遠心ポンプ１２は、回転速度を変更することが可能であり、制御部１６によりその回転速度が制御される。制御部１６は、好適にはインバータを含み、遠心ポンプ１２に供給する電力の周波数を制御することにより、遠心ポンプ１２の速度制御を行うものである。貯蔵タンク１０には、さらに液面の高さを検出する液面計１８が備えられ、その検出出力は制御部１６に送られる。
【０００９】
制御部１６は、液面の高さに対応する有効吸込ヘッドと、遠心ポンプ１２の必要有効吸込ヘッドを比較する。液面の高さが低下し、遠心ポンプ１２の定格回転速度における必要有効吸込ヘッドを満たさなくなると、制御部１６は、遠心ポンプ１２の回転速度を低下させる。回転速度の低下により必要有効吸込ヘッドが低下するので、流量は低下するもの、液体の払い出しを続けることができる。
【００１０】
遠心ポンプ１２の回転速度の制御について図２を用いて詳述する。図２は、遠心ポンプ１２の特性曲線を示し、横軸は流量、縦軸は吐出ヘッド、必要有効吸込ヘッド（ＮＰＳＨＲ）を、それぞれ定格運転時を１００％として表したグラフである。グラフの右には参考にある遠心ポンプの吐出ヘッドと必要有効吸込ヘッドが示してある。つまり、このポンプは定格運転時に、吐出ヘッドは３００ｍ、必要有効吸込ヘッドが３ｍである。さらに図中に示す曲線ａ100 ，ａ75，ａ50，ａ25は、それぞれ定格回転速度の１００％、７５％、５０％、２５％で運転したときの必要有効吸込ヘッドを表す曲線である。
【００１１】
このポンプの場合、ポンプの吸込口からの液面の高さが３ｍ以下になると定格回転速度では、液体を吸い上げることができなくなることが分かる。回転速度を低下させれば、必要有効吸込ヘッドが低下し、液体を吸い上げることができるようになる。例えば、回転速度を定格速度の７５％とすれば、必要有効吸込ヘッドは１．７ｍとなって、タンク内の液体を払い出すことが可能となる。回転速度の低下に伴って、流量、吐出ヘッドは低下する。ポンプからこのタンクの上端の高さまでのヘッドが出なくなるところまで回転速度を低下させることができる。図２の例の場合、タンク高さが２０ｍであれば、このヘッドを達成できる２５％まで回転速度を低下させることができ、このときのポンプ吸込口からの液位は、０．２ｍとなる。
【００１２】
制御部１６の回転速度制御は、液面計１８の検出液位が減少するに従って、連続的に低下させることもできる。つまり、検出された液位に対応する有効吸込ヘッドが、現時点の遠心ポンプの必要有効吸込ヘッド以下となったことが検出されると、回転速度を低下させる。また、１００％、７５％、５０％、・・・などと段階的に低下させることもできる。
【００１３】
図３は、貯蔵タンク設備の他の構成を示す図である。貯蔵タンク１０内には浸漬型の遠心ポンプ１２が投入され、遠心ポンプ１２から吐出された液体は吐出配管１４より払い出される。タンク１０には、その内部に液位を検出する液面計１８が配置され、またタンク内の圧力を検出するタンク内圧力センサ２８が設けられている。吐出配管１４には遠心ポンプ１２の吐出圧力を検出する圧力センサ２０および吐出流量を検出する流量センサ２２が設けられている。液面計１８、圧力センサ２０および流量計２２の出力が制御部２４に送られる。制御部２４には、入力部２６よりこのタンクに貯蔵されている液体の密度が入力されている。また、制御部２４は、記憶部３０にアクセスすることができ、この記憶部３０には、遠心ポンプ１２の常用運転時の流量−揚程特性が遠心ポンプの回転速度ごとに記憶されている。また、常用運転時とは、液位が十分にあるとき、言い換えれば、必要有効吸込ヘッド以上の吸込ヘッドを得られるだけの液位がある場合の運転時のことである。なお、制御部２４は、前述の制御部１６と同様、インバータを備え、遠心ポンプ１２の回転速度を制御する。
【００１４】
制御部２４は、前述のセンサ等からの情報に基づきさポンプの揚程Ｈを算出する。ポンプの揚程は、吐出圧力Ｐd 、吸込圧力Ｐs の差を密度で割ったものであり、次式（１）で表せる。
Ｈ＝（Ｐd −Ｐs ）／ｇγ  ・・・（１）
ここで、ｇは重力加速度、γは密度である。貯蔵タンク１０内にポンプの吐出圧力、吸込圧力を測定するセンサを設けることは、構造が複雑になるため、できれば避けたい。本実施形態においては、液位ＨT 、タンク内圧力ＰTを用いて吸込圧力を得、また貯蔵タンク１０外の、タンクの底から高さＨG の位置に設置された圧力センサ２０の出力に基づき吐出圧力ＰG を得て、揚程の算出を行っている。遠心ポンプ１２の設置高さをＨ0 とすれば
Ｐd ＝ＰG ＋（ＨG −Ｈ0 ）ｇγ
Ｐs ＝ＰT ＋（ＨT −Ｈ0 ）ｇγ
となり、これらを（１）式に代入すれば、
Ｈ＝（ＰG −ＰT )／gγ＋ＨG −ＨT  ・・・（２）
となる。
【００１５】
また、遠心ポンプ１２の回転速度は、制御部２４が制御しているものであり、常にその値は把握されている。制御部２４は、そのときの回転速度における流量−揚程特性を記憶部３０より読み出し、さらにこの特性から、流量センサ２２により検出された吐出流量時の揚程を求める。この流量−揚程特性から求められた揚程は、常用運転時において、そのときの回転速度で、そのときの流量を吐出しているときのポンプの揚程である。この揚程と、先に式（２）により算出した現在の揚程とを比較する。現在の揚程が、特性より求めた揚程より低い場合、有効吸込ヘッドが必要有効吸込ヘッド以下となっていると考えられるため、制御部２４は、回転速度を低下させる制御を行い、遠心ポンプ１２の必要有効吸込ヘッドを低下させる。
【００１６】
現在の揚程が、特性より求めた揚程に一致したところで回転速度の低下を止めるように制御すれば、液面が少しでも下がれば、またすぐ有効吸込ヘッドが低下し、回転速度の低下制御が実行される。結果として、回転速度はほぼ連続的に低下するように制御される。これに対し、回転速度を低下する必要が生じた時点で、大きく回転速度を低下させ、液位が下がってこの回転速度では有効吸込ヘッドが不足するまで回転速度を維持するように制御することもできる。例えば、回転速度を１００％から、７５％、５０％、２５％と、段階的に低下させるように制御することができる。
【００１７】
以上のように、貯蔵タンクの液位が、液位の低下により、有効吸込ヘッドが定格回転速度における必要有効吸込ヘッド以下となっても、遠心ポンプ１２の回転速度を制御することによって、同一のポンプで払い出しを継続することができ、タンク内の残量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態にかかる貯蔵タンクの概略構成を示す図である。
【図２】遠心ポンプの回転速度と必要有効吸込ヘッドの関係を示す図である。
【図３】他の実施形態にかかる貯蔵タンクの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  貯蔵タンク、１２  遠心ポンプ、１４  吐出配管、１６  制御部、１８  液面計。
【図１】
2006017025.tif 000003
【図２】
2006017025.tif 000004
【図３】
2006017025.tif 000005